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钢渣透水沥青混合料低温性能和水稳定性
| 论文题名： | 钢渣透水沥青混合料低温性能和水稳定性 |
| 关键词： | 沥青混合料;钢渣;聚酯纤维;低温SCB试验;体积膨胀;水稳定性 |
| 摘要： | 近年来，我国经济及交通运输业飞速发展，随着每年公路里程的增加，优质集料稀缺问题日益严重，一种性能与传统集料相似的可运用于沥青路面的新型替代品亟待开发。而钢渣作为炼钢副产品，可以作为二次循环利用安全材料且累积堆存量丰富，在这种情况下，将钢渣应用于路面建材，不但解决了优质集料稀缺、钢渣堆积污染的问题，而且符合国际社会秉持的经济环保、资源循环可持续发展战略。 试验采用5种钢渣替代率(0％、25％、50％、75％、100％)体积法置换2.36mm以上石灰岩粗骨料，同时选取6种质量掺量(0％、0.30％、0.35％、0.40％、0.45％、0.50％)的聚酯纤维，制备了透水沥青混合料，开展三种温度(0℃、-10℃、-20℃)下SCB试验，通过试件断裂行为得出最佳掺量;采用浸水马歇尔试验、马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂试验，检测混合料的体积膨胀性及水稳定性;通过SEM、XRD技术探索钢渣/聚酯纤维透水沥青混合料界面粘附作用机理，为钢渣透水沥青路面的应用与发展提供理论基础。研究成果如下: (1)试验采用钢渣体积法置换2.36mm以上石灰岩粗骨料，通过谢伦堡析漏试验得出钢渣和聚酯纤维对混合料最佳沥青用量的影响规律。 (2)钢渣/聚酯纤维透水沥青混合料的低温性能受温度影响较大且不同温度下最佳掺量及改善幅度也不同。在0℃条件下，钢渣最佳替代率为75％，聚酯纤维最佳掺量为0.4％;在-10℃、-20℃条件下，钢渣最佳替代率为25％，聚酯纤维最佳掺量为0.45％。 (3)SCB试验极限拉应力、极限拉应变和断裂能量指数表明，当试验温度为0℃时，钢渣/聚酯纤维透水沥青混合料最佳掺量为G25X0.35，当试验温度为-10℃和-20℃时，最佳掺量为G50X0.45。浸水马歇尔试验（体积膨胀试验）和冻融劈裂试验表明，G50X0.45沥青混合料具有更好的体积稳定性和耐水损性。 (4)SEM电镜扫描结果表明，石灰岩与钢渣1∶1最佳嵌锁结构和0.45％聚酯纤维在透水沥青混合料中形成的空间网络结构是改善透水沥青混合料低温性能的主要因素。此外，界面相强度对改善透水沥青混合料的整体性能起到关键作用。 (5)XRD结果显示，钢渣沥青混合料水化产物主要为Ca(OH)2、Mg(OH)2和C-S-H凝胶，会影响混合料的体积稳定性。但适量的水解产物能够起到填充修补界面过渡区缺陷的作用，并具有一定的隔水效果，阻碍钢渣深层水化，提高沥青混合料的耐水损害性，延长使用年限。 |
| 作者： | 张涛 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 吴金荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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